温度场有限容积法程序入门之一：综述

?????????工程上，我们常常需要分析材料的温度场分布，编写程序是一种有效的计算方法。很多人对编程望而却步，其实相反，程序只是工具，我们是工程技术人员，有时候只关心结果，而不必精通C++亦可解决问题，未必是编程高手才能解决工程中的编程问题。

??????? 笔者在学习有限差分法过程中走了很多弯路，希望把方法写出来，希望能够让初学者入门。其次，笔者不是编程高手，也没有完全精通所有算法，属于现学现卖，也希望和大家一起进步。另外，笔者有一师兄A，写了一个2D温度场有限差分程序，但是不肯教给师弟；一次，在另外一个师兄B的计算机上有类似程序，师兄A发现后立即删除，并说别到处乱传；笔者当时很寒心，觉得这类程序其实不难，于是想自己写一个，打破实验室的技术封锁。人和人的智商不会相差一百吧，只要努力，任何问题都有可能解决。最近的日子里，笔者打算写一些粗浅的教程出来，希望使初学者理解其原理，不要把会程序的师兄当神看，你也可以的。

?????? 笔者是一个不入流不资深Flash爱好者，打算统编使用Flash的编程语言AS3（Action Script 3.0），.笔者认为AS3是最优雅的计算机语言。运行本教程的程序需要使用Adobe Flash Builder，笔者使用的是最新的版本号为4.7试用版，可以到Adobe官方网站上申请试用，开发Flash程序还有很多开发环境，此处不再列举。为什么不使用C/C++，因为作者想借用Flash的Stage 3D技术，使用该技术直接操纵显卡绘制温度场云图，而较少的CPU资源；算法是一样的，很容易翻译到C/C++ et. al.。另外如果希望将计算结果到处到常见后处理软件Tecplot中，大家可以去其官方网站申请试用。

???? 本教程打算分为如下几个部分：

1 ，有限差分发原理及本程序结构；

2，类的概念：节点类和材料类的；

3，前处理，网格及材料；

4，温度场的显示迭代计算；

5，温度场求解结果后处理，基于Adobe Flash Stage 3D技术；

6，展望：3D，对流传热，一阶迎风格式，非线性材料，非均匀网格。

????? 阅读基础，读者应当初步了解如下概念：

1，温度场的控制微分方程及其定解条件；

2，有限差分法，一阶导数，二阶导数的离散方法；

3，一定编程基础，了解任何一门C-Style的语言。

????? 参考文献：

1，陶文铨：数值传热学(第2版)；

2，孙颖：Flash ActionScript3殿堂之路(含光盘1张)；

3，李庆：我的Flex我精通:RIA高级开发指南(含CD-ROM光盘1张) ；

4，Adobe AS3 API 文档 http://www.adobe.com/go/as3lr

???? 注意事项：

1，笔者的注释往往使用英文，原因：一故弄玄虚，二其它编辑器打开不至于出现乱码，三有拼写错误及时告知；

2，笔者近视，错别字可能会有；

3，程序勿用于商业价值；

4，程序解决不了你的问题，不要骂笔者，笔者不欠你什么，来去自如。

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?? 示例，我们以钢液冷却过程为例（考虑凝固潜热），计算其连续冷却过程中的温度场分布。由于对称考虑其对称性，我们仅仅计算其1/4横截面，下图是网格节点及材质（绝热、钢液、空气，初始温度分别为0，1550，30摄氏度），如下图。

???? 下图（看不完整，可将其下载后查看）是2D温度场控制微分方程及其离散方法，全是冷冰冰的符号。本文不使用该类方法，而使用物理意义明确的有限容积法。

??? 本程序的架构划分如下：

1，前处理：网格剖分

2，前处理：设置材料，初始条件，边界条件；

3，迭代计算；

4，后处理，计算结果可视化。

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???? 主程序如下：

				solution=new TSolverMgr();

				solution.SetDim(15,15,1,1);
				
				solution.SetMaterial();
				
				solution.UpdateHeatExchangeFactor();
				
				//solution.ExportSetting();
				
				for(var i:uint=0;i<100;i++)
				{
					solution.Step(1);
				}
				
				solution.Export2Tecplot();

今天理发了，LP要看我的尊容，无奈笔记本上没有安装摄像头软件，于是在AS3 API里面参考了flash.media.Camera类，编译，运行，得到自己靓照。 ?